1.2. Дифманометри-витратоміри

Рис.3. Схема мембранного дифманометра-витратоміра: 1 - блок мембранних коробок; 2 - диференційно-трансформаторний перетворювач; 3 - мембранна коробка; 4 - перегородка; 5 - шток.

А

В

2

1

4

3

3

+

-

~ 24 В

~ U_вих

Р₂

Р₁

5

Для вимірювання перепаду тисків на пристрої звуження використовують диференційні манометри. Найбільш розповсюджені серед них рідинні та дефор­маційні.

До рідинних дифманомет­рів належить -подібний, який широко застосовують, перш за все, в лабораторних умовах.

Прикладом деформаційно­го дифманометра є мембранний, показаний на рис.3. Такий диф­манометр складається з двох пе­ретворювачів: мембранного 1 і диференційно-трансформатор­ного 2. Внутрішні порожнини металевих мембранних коробок 3 заповнені дистильованою во­дою. Більший тиск Р₁ подається в нижню камеру А , менший - у верхню камеру В. Камери А і В розділені між собою перегород­кою 4. Чутливим елементом приладу є дві однакові мембран­ні коробки 3, створені зі зварених між собою ме­талевих гофрованих пружних мембран. Коробки 3 закріплені на поділяючій пе­регородці 4. Внутрішні порож­нини коробок сполучаються між собою через отвір в перегородці.

При зміні різниці тисків блок мембранних коробок деформується, рухомі центри коробок переміщуються і вода перетікає з однієї коробки в другу. Деформація продовжується до зрівноваження зусилля, викликаного перепадом тисків зусиллям пружної деформації мембран. Блок мембранних коробок перетворює різницю тисків в лінійне переміщення рухомого центра верхньої мембрани та привареного до нього штока 5. Функція диференційно-трансформаторного перетворювача полягає в перетворенні переміщення штока у відповідну електричну напругу, яка вимірюється вторинним приладом 6 і є мірою перепаду тисків .

1.2 Інтегратори

Рис.4. Схема електричного інтегратора.

1 - мостова вимірювальна схема; 2 - блок керування;

3 - перетворювач частоти; 4 - підсилювач напруги;

5 - лічильний механізм; 6 - моментний мотор;

7 - барабанний лічильник.

Інтегратори є складовою частиною дифманометрів-витратомірів. Вони ав­томатично підсумовують поточні миттєві значення витрати і показують об’єм або масу речовини, яка пройшла через поперечний переріз трубопроводу за пев­ний проміжок часу. З витратомірами змінного перепаду тиску використовують механічні, пневматичні, електричні інтегратори.

На рис.4 показана схема електричного інтегратора. Інтегратор складається із мостової вимірювальної схеми, блока керування, лічильного механізму.

1

R_p

3

4

5

6

7

РД

2

В склад мостової ви­мірювальної схеми 1 вхо­дять реохорд R_p і додаткові резистори. Значення напру­ги небалансу мостової вимі­рювальної схеми залежить від положення повзунка ре­охорда, тобто положення покажчика витрати віднос­но шкали приладу. Напруга небалансу подається на пе­ретворювач 3 частоти блоку керування 2. Частота ім­пульсів вихідної напруги блока керування 2 пропор­ційна положенню повзунка реохорда і становить 0,375...1,5 Гц. Підсилені імпуль­си напруги з блока керування подаються на лічильний механізм 5, який склада­ється з моментного мотора 6 (електромагніта з поворотним якорем) і механічно­го барабанного лічильника 7 імпульсів руху. Максимальна швидкість підсумову­вання інтегратора, яка відповідає положенню покажчика витратоміра на кінцевій позначці шкали, становить 1000 одиниць за годину. Кількість спрацювань інтег­ратора зміниться при зміщенні положення покажчика, тобто при зміні вимірюва­ної витрати.

Опис лабораторної установки

Для дослідження системи вимірювання витрати методом змінного перепаду тиску створена лабораторна установка, яка містить вентилятор 1 та трубопровід 2, на якому встановлені:

- ртутний термометр 3;

- діафрагма 4;

- регулююча заслінка 5.

До діафрагми 4 ( 50 мм, =32 мм, 0,4096 ) підключено два - по­дібні дифманометри 6, 7 та мембранний дифманометр 8, з’єднаний диферен­ційно-трансформаторною системою з вторинним автоматичним приладом 9 з ін­тегратором.

-подібний дифманометр 6 використовують для вимірювання надлишкового тиску повітря перед пристроєм звуження.

- подібний дифманометр 7 вимірює перепад тисків на діафрагмі.

При вмиканні вентилятора 1 в трубопроводі 2 встановлюється рух повітря, витрата якого визначається положенням заслінки 5 і вимірюється методом змінного перепаду тисків за допомогою вимірювального каналу (діафрагма 4, мембранний дифманометр 8, вторинний прилад (самописець) 9). Атмосферний тиск та температура повітря в трубопроводі вимірюються встановленими на стенді барометром 10 та ртутним термометром 3.

Рис.5. Схема лабораторної установки:

1 - вентилятор; 2 - трубопровід; 3 - ртутний термометр; 4 – діафрагма; 5 - регулююча заслінка; 6,7 - U-подібні дифманометри; 8 - мембранний дифманометр; 9 - автомати­чний самописець КСД 2-053; 10 - барометр.

1

3

2

4

5

6

7

8

9

10

Проведені на установці вимірювання дозволяють порівняти покази витратоміра зі значеннями витрати, розрахованими за перепадом тисків на діафрагмі та параметрах повітря, і проаналізувати отримані розходження.

Послідовність роботи

Використовуючи лабораторну установку (рис.5) провести виміряти витрату повітря методом змінного перепаду тиску на пристрої звуження і параметрів (температура, тиск) повітря в трубопроводі. За параметрами повітря та перепадом тиску на діафрагмі розрахувати витрату, з якою порівняти відповідний показ витратоміра.

Додаток

Протокол лабораторної роботи

1. Технічні дані лабораторної установки

Термометр : тип , діапазон вимірювань від до С, клас точності , ціна поділки С.

Барометр: тип , № , діапазон вимірювань від до Па, клас точності , ціна поділки Па.

Манометр , тип , діапазон вимірювань від до , клас точності , ціна поділки .

Пристрій звуження , внутрішній діаметр трубопроводу = мм, діаметр отвору = мм, відносна площа = .

Дифманометр , тип , № , діапазон вимірювань від до , клас точності , ціна поділки .

Дифманометр-витратомір , тип , діапазон вимірювань від до , клас точності , ціна поділки .

Вторинний прилад з диференційно-трансформаторною системою , тип , № , діапазон вимірювань від до , клас точності , ціна поділки .